Tần số là gì? Những điều bạn chưa biết về tần số

Chắc hẳn chúng ta ai cũng từng nghe qua đên tần số nhưng để hiểu rõ về thuật ngữ này thì không phải ai cũng biết. Vì thế bài viết này sẽ giúp bạn giải đáp tất cả những thắc mắc liên quan đến khái niệm này nhé!

tan so la gi
Tần số là gì?

Tần số là gì?

Tần số là một hiện tượng lập lại của một hiện tượng trên một đơn vị thời gian. Để tính được tần số chúng ta sử dụng số lần xuất hiện của hiện tượng này và chia cho khoảng thời gian đã chọn. Như vậy đơn vị đo của chúng sẽ nghịch đảo đối với đơn vị đo thời gian.

Trong đơn vị đo lường quốc tế tần sốđơn vị Hz theo tên của nhà vật lý người Đức có tên là Heinrich Rudolf Hertz. Trong đó 1Hz là số lần xuất hiện của hiện tượng trong vòng 1s.

Ngoài ra, một số đơn vị khác như:

  • Rmp được viết tắt của revolutions per minute số vòng quay trong vòng 1 phút được dùng cho động cơ…
  • Bmp viết tắt của beats per minute số nhịp đập tính trong 1 phút dùng được tính cho nốt nhạc của âm nhạc, dùng cho nhịp tim
  • Tần số trong tiếng Anh được gọi là Frequency, trong một số trường hợp khác thuật ngữ này còn được gọi là Pules. Vì thế nếu như chúng ta có tần số là 50Hz thì tương ứng là 50 Pulse.

Chu kì là thời gian để vật thực hiện hết một giao động toàn phần có kí hiệu là : T. Mối quan hệ của chu kì và tần số luôn đảo nghịch nhau vì thế chúng ta có thể tính được chu kì từ tần số và tính ngược lại.

tan so
Tần số được dùng để đo số lần lặp lại của hiện tượng

Tần số và các thông tin cơ bản

Một số những khái niệm liên quan:

  • Đơn vị đo được tính là Hertz (Hz)
  • Một làn sóng hoàn chỉnh của điện áp hoặc có thể là dòng điện xoay chiều được gọi là chu kỳ
  • Một nửa của chu kỳ được gọi là luân phiên
  • Thời gian cần thiết để tạo ra một chu kỳ hoàn chỉnh của làn sóng được gọi là thời gian
  • Từ 300 KHz đến 3 MHz là thấp
  • Từ 3 đến 30 MHz là mức tần trung bình
  • Từ 30 đến 300 KHz là tần vô tuyến
  • Từ 30 đến 300 MHz là tần cao
  • Từ 15 Hz đến 20kHz là tần số âm thanh là phạm vi âm thanh mà người chơi có thể nghe được
  • Tần số được sử dụng để mô tả thiết bị điện, một số giải tần suất phổ biến có thể kể đến như với tần từ 50Hz đến 60Hz là tần số dòng điện, với các ổ đĩa biến tần thường sử dụng tần số sóng 1 đến 2 kilo hertz viết tắt là KHz

Tần số chuyển động sóng

Là số tần số tại một điểm trong một khoảng thời gian nào đó nhất định. Trong đó bước sóng = chu kỳ x vận tốc sóng và tần số = vận tốc sóng chia cho bước sóng

Tần số quét màn hình

Đây được tính cho các tần số kĩ thuật của các thiết bị điện tử có dạng màn hình như tivi, laptop, smartphone… hoặc ở màn hình Led, LCD.

Tần số liên hệ với chu kỳ

Tần số chúng ta có thể tính qua mối liên hệ với thời gian và chu kỳ giữa hai lần xuất hiện liên tiếp của sự việc. Tần số f = nghịch đảo của chu kỳ T: f = 1 / T

Tần số mức âm thanh nghe được

Tần số ở mức âm thanh nghe được là một dạng năng lượng được cảm nhận thông qua sóng lan truyền ở trong không gian. Điều đó giúp thính giác con người có thể nghe được trong khoảng từ 20 đến 20.000 Hz.

Nếu như tần số lớn hơn 20.000Hz thì gọi là siêu âm mà bạn chỉ có thể cảm nhận được chứ không nghe thấy được.

Ngoài ra, có nhiều trường hợp đặc biệt có thể sẽ nghe được các âm thanh ở trong khoảng đó. Tuy nhiên đây là con số rất nhỏ bởi vì nó còn phụ thuộc vào cấu tạo mà nghĩ và cơ địa đặc biệt mới có thể nghe được những ngưỡng tần số âm thanh thấp hơn hoặc cao hơn.

tan so2
Tần số có thể nằm ở mức nghe được hoặc không

Tần số dòng điện

Các thiết bị gia dụng hiện nay như máy giặt, tủ lạnh, nấu cơm, tivi, bàn ủi… thường có thông số cơ bản trên thiết bị là 220V – 50Hz. Điện dân dụng có tần số là 50Hz có nghĩa là trong khoảng thời gian 1/50s dòng điện sẽ quay lại trạng thái ban đầu.

Cũng như đối với ngành van công nghiệp của chúng ta các dòng van điều khiển điện đang sử dụng điện áp 220V, 24V- 50Hz/ 60Hz để hoạt động. Trong quá trình sử dụng có nhiều khách hàng hỏi chúng tôi ” Trên motor điện ghi 220V-60Hz có dùng cho dòng điện 220V-50Hz được không ?

Cấu trả lời là ”

Tuy nhiên chúng nảy sinh 2 vấn đề:

  • Motor không hoạt động max công suất 100% mà chỉ đạt 83.3%
  • Motor sẽ nóng hơn không chạy đúng tần số được thiết kế trong khi vẫn đủ điện áp cấp vào

Nên 1 motor điện có tần số 220V/60Hz dùng trong hệ thống điện 220V/50Hz thì nó vẫn hoạt động được tốt khi tải thấp. Nhưng khi tải nặng thì hoạt động không đủ công suất thiết kế. Nên tất nhiên motor sẽ nóng hơn rất nhiều so với sử dụng tại tần số 60Hz. Vì vậy việc dùng thiết bị đúng tần số của lưới điện là vô cùng quan trọng.

Tần số dòng điện 1 chiều

Biên độ dòng điện 1 chiều nghiên cứu thì sẽ có một đường thẳng không độ thay đổi theo thời gian theo một hướng nhất định nào đó. Chính vì thế tần số của một dòng điện có giá trị bằng 0. Các ứng dụng cụ thể của dòng điện 1 chiều như ắc quy, chiếu sáng, pin để khởi động ô tô, các thiết bị lập trình trong công nghiệp…

Tần số dòng điện xoay chiều

Có hai dòng điện chính đó là 50Hz và 60Hz, tương tự giống như dòng điện 50Hz thì dòng điện 60Hz khoảng 1/60s dòng điện sẽ quay trở về trạng thái ban đầu.

Làm sao để phân biệt được tần số 50Hz và 60Hz?

Thực chất cách phân biệt hai loại tần số này không hề khó vì chúng có những khác biệt nhất định. Dưới đây là những khác biệt mà bạn có thể nhìn vào và phân biệt được hai tần số này:

  • Tần số 60Hz có tốc độ nhanh hơn tần số 50Hz
  • Tần số 50Hz có tốc độ động cơ chạy thấp hơn 60Hz vì có thiết kế cơ khí thấp hơn
  • Với động cơ máy phát thì máy phát chạy nhanh hơn vì có thiết kế đắt hơn do cần tính toán ma sát và lực ly tâm
  • Đối với đường dây truyền tải thì đường dây sẽ tăng 20 % để có tỉ lệ sụt áp và với dung kháng đường dây giảm 20 % giúp ảnh hưởng tới điện sẽ mạnh hơn. Ngoài ra, hiệu ứng của bề mặt sẽ tăng lên vì thế yêu cầu đường dây phải lớn
  • Moment của hai dòng điện có tần số khác nhau cũng sẽ khác nhau, trong thời gian khoảng 1s thì giá trị hiệu dụng của tên số lớn hơn sẽ cao hơn tần số nhỏ hơn
  • Với máy biến áp có tần số 60Hz thì sẽ giúp tiết kiệm vật tư và nguyên liệu khi chế tạo hơn. Tuy nhiên sẽ bị tổn thất điện áp trên đường dây bởi vì khi tần số tăng dẫn đến tổn thất tăng theo.

Một số công thức tính tần số thường được sử dụng phổ biến

Sau đây là một số công thức tính tần số phổ biến mà bạn có thể tham khảo:

Dựa vào sóng điện từ trong chân không

Đối với môi trường chân không thì vận tốc sóng sẽ không bị ảnh hưởng bởi những yếu tố khác và chúng khác với môi trường bên ngoài chân không. Trong đó công thức tính là:

Tần số = vận tốc ánh sáng chia bước sóng

Dựa vào bước sóng

Khiêm có được vận tốc dao động có tần số và bước sóng thì chúng ta có thể áp dụng để tính tần số theo công thức như sau:

Tần số = vận tốc sóng chia bước sóng

Dựa theo sóng điện từ trong chân không

Đối với môi trường chân không thì vận tốc sóng hầu như không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác. Chúng sẽ khác với môi trường ngoài chân không. Chúng ta có công thức tính Tần số như sau:

Tần số =  vận tốc ánh sáng chia bước sóng

Dựa trên tần số góc

Công thức để tính tần số khi ta biết được tần số góc của sóng như sau:

Tần số = tần số góc chia 2 pi

Dựa trên chu kỳ hoặc thời gian

Với công thức này thì tần số và thời gian là hai đại lượng chính và cần thiết để hoàn thành một dao động sóng và chúng có tỉ lệ nghịch với nhau. Chúng ta sẽ có công thức:

Tần số = 1 chia chu kì thời gian hoàn thành giao động này

tan so 5
Dụng cụ chuyên dụng đo tần số

Đo tần số sử dụng cụ gì?

Đo tần số được sử dụng các dụng cụ như đồng hồ đo vạn năng kỹ thuật số. Các đồng hồ vạn năng kỹ thuật số này có thể giúp đo tần số hoặc điểm dân số một cách chính xác.

Dụng cụ này được sử dụng một cách khá đơn giản và thường để cung cấp nhiều chức năng như đo tần số. Trước khi đo bạn cần phải chỉnh đồng hồ sang chức năng đo tần số đơn vị là Hz. tiếp theo là đặt các đồ rồi của đồng hồ là màu đỏ và màu đen vào lần lượt các cực âm và dương của đồng hồ vạn năng. Khi các đầu đo đỏ tiếp xúc với cả hai cực của mạch mà bạn muốn đo thì trên màn hình sẽ hiển thị dân số của mạch đó.

Khi thực hiện đo bạn cần phải chuyển chức năng của thiết bị đo về đúng tần số trước khi tiến hành các bước tiếp theo. Việc chuyển đổi chức năng khi dây dẫn tiếp xúc với mạch điện trực tiếp có thể dẫn đến làm hỏng đồng hồ vạn năng đo kỹ thuật số.

Vì sao sử dụng chủ yếu điện 50Hz mà không sử dụng 60Hz?

Hầu hết tại Việt Nam thì đa phần các thiết bị sử dụng dòng điện với tần số là 50Hz mà không phải là 60Hz. Bởi vì những lý do sau đây:

  • Do tần số 60Hz yêu cầu các thiết bị điện cần sự cách điện cao hơn vì thế mà dẫn đến chi phí cũng tăng theo
  • Do hầu hết các thiết bị điện và đa số các quốc gia trên thế giới đều sử dụng điện là 50Hz vì thế việc nhập khẩu các thiết bị điện tương thích sẽ dễ sử dụng hơn. Đồng thời, các thiết bị điện sẽ hoạt động an toàn hơn và có tuổi thọ lâu hơn
  • Dòng điện có tần số 50Hz/220V giúp tiết kiệm điện hơn so với 60Hz vì điện áp càng cao thì sự sụt giảm sẽ càng thấp

Trên đây là những chia sẻ của Van Điện Đài Loan. Hy vọng qua bài viết này bạn sẽ hiểu được khái niệm về tần số và cách tính cũng như ứng dụng của nó vào trong cuộc sống. Để các thiết bị điện giảm bớt chi phí vận hành cũng như có tuổi thọ lâu hơn bạn nên quan tâm đến các thông số kỹ thuật trước khi mua các thiết bị điện tử nhé!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

icons8-exercise-96 challenges-icon chat-active-icon